初中物理能量的转化实验题

图为四缸发动机工作原理：内燃机通过连杆把四个汽缸的活塞连在一根曲轴上，并使各汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在做吸气、压缩和排气工作。

（1）发动机在做功冲程里，高温、高压的燃气推动活塞向下运动，对外做功，同时将        能转化为         能。
（2）有一台四缸发动机，其主要技术指标如右表所示。其中排量等于四个汽缸工作容积的总和，汽缸工作容积指活塞从上止点到下止点所扫过的容积，又称单缸排量，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（既冲程长）。转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数。
①该发动机在1 s内做功       J，单缸排量V=        L。
②在每个做功冲程里，发动机做功W=         J。
（3）在做功冲程里，燃气对活塞所做的功可表示为W = p V，式中 p表示燃气对活塞的压强，则 p=         Pa。（1 L=10^-3 m³）

LED灯是一种新型的环保节能灯，小林为了探究LED灯与家用普通白炽灯、普通节能灯的发光效率，他用如图所示的装置进行了实验（其中R₀为光敏电阻，其电阻值与光照强度成反比）其实验步骤如下：

① 先把“220V 15W”的普通白炽灯接入灯座，通过调整，使灯泡与温度计的玻璃泡距离约为2cm，灯泡与热敏电阻的距离约为30cm。闭合开关S和S₁，通电10min，分别读出温度计和电流表的示数，并填入下表。

灯泡类型	盒内初温	盒内末温	电流表示数
白炽灯	20℃	78℃	6mA
普通节能灯	20℃	50℃	15 mA
LED灯	20℃	35℃	60 mA

 
②接着分别把规格相同的普通节能灯和LED灯接入灯座，重复上述实验。
根据小林的探究，请回答：
（1）电能转化为内能最多的灯是____________，这是通过观察_________________来比较的。
（2）电能转化为光能最多的灯是____________，这是通过观察_________________来比较的。
（3）LED灯的发光效率较______ (填“高”或“低”)。
（4）综合分析表中数据可知，15W的LED灯的发光亮度与______W的白炽灯发光亮度相当。

阅读短文，回答问题：
压缩式电冰箱的工作原理
电冰箱制冷原理的种类市场上共出现过九种，其中电机压缩式冰箱，简称压缩式冰箱（主要结构如下图所示）.其优点是寿命长，使用方便，目前世界上91～95％的电冰箱属于这一类.

压缩式电冰箱的制冷系统主要由压缩机（电动机）、冷凝器、蒸发器、干燥过滤器和毛细管等五个基本单元组成.工作时由电动机提供机械能，通过压缩机对制冷系统做功.压缩机吸入在蒸发器中吸热蒸发的制冷剂蒸汽﹐经过压缩﹐成为高温高压蒸汽﹐被送往冷凝器.冷凝器向外界空气散热﹐将高温高压蒸汽冷凝成液态制冷剂﹐再经过干燥过滤器过滤掉混入系统中的微量物质和水分﹐以防止在毛细管中发生“脏堵”或“冻堵”从而防止压缩机不停空转却不能正常制冷.然后﹐液态制冷剂经毛细管节流﹐送入蒸发器.在蒸发器内﹐制冷剂由于压力突然降低而剧烈沸腾﹐同时吸收箱内被冷却物品的热量﹐产生制冷效果.制冷剂蒸汽再次送入压缩机.如此循环往复﹐使箱内保持设定的低温.
压缩式电冰箱根据是否需要人工除霜分为无霜强冷式电冰箱和有霜直冷式电冰箱.有霜型是人工除霜,不需电热.无霜型装有150W的电热器用以除霜,平均每天加热3次,每次加热约20分钟.

（1）压缩机工作时将        能转化为机械能；        
（2）冷凝剂在冷凝器中发生的物态变化名称为        ；
（3）在蒸发器内﹐制冷剂由于压力突然降低而剧烈沸腾，说明液体的沸点随气压的降低而    ；
（4）其它功能完全相同的无霜强冷式电冰箱比有霜直冷式电冰箱每天多消耗电能        KW·h；
（5）有一台电冰箱，压缩机能工作但不停机，制冷效果不好，请写出一种可能的原因：        .

太阳能汽车利用太阳能来驱动，真正实现了零排放，有效地减少了对环境的污染，其产业的发展日益蓬勃．某太阳能汽车，质量为350kg，顶部安装了太阳能电池板．
（1）当车上载有1500N的人和物品时，车轮与地面的总接触面积为2.0×10^-2m²，则汽车对地面的压强为   Pa．（g=10N／kg）
（2）太阳能电池板将太阳能转化为   能．一般情况下，汽车在运动时，被转换的太阳能被直接送到发动机控制系统．当汽车不运动时，太阳能将通过太阳能电池板储存在蓄电池内；当太阳能电池板不能提供足够的能量来驱动发动机时，蓄电池   （选填“储存”或“释放”）能量．
（3）若汽车上的太阳能电池板的有效面积为6m²，它正对太阳时电池能够产生100V的电压，并对车上电动机提供8.4A的电流，太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为1.0×10³W/m²，则电池的输出功率为   W，将太阳能转化为电能的效率为   ．如果这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为75%，当汽车在水平面上匀速行驶时，受到的牵引力为90N，则汽车的行驶速度为   m/s．
（4）太阳能汽车采用四轮鼓式制动，有效地减少了制动距离．通过测量获得汽车以不同速度行驶时对应的制动距离（即从操纵制动刹车到车停下来的距离），数据如下表所示：

实验次数	1	2	3	4	5
速度/ （m∙s^-1）	2	3	4	5	6
制动距离/m	0.53	1.20	2.13	3.33	4.80

请在图中描点作出s- v²图象．根据图象反映的规律可知，当轿车速度为4.5m/s时对应的制动距离是   m．

投石机是古人应用杠杆原理及能量转化原理制造的武器，石块抛出的远近往往是克敌制胜的重要因素，那么，投石机抛出的石块运动的水平距离与哪些因素有关呢？

小光模仿投石机制作了如图所示的简易抛掷装置进行探究，木板A、B、C组成了一个支架，AB之间有一挡板，底座C上固定有几个挂钩，D是一根硬质抛掷杆，其左端固定一瓶盖，右端下方固定一挂钩，用弹性较强的橡皮筋固定在该挂钩上，橡皮筋拉伸后可分别与底座上的挂钩相连，将抛掷装置置于水平地面，小钢珠置于瓶盖内，压住抛掷杆并使之处于水平位置，松手后抛掷杆可绕固定轴转动，当抛掷杆碰撞到挡板时，瓶盖内的钢珠立即被抛出，（提示：挡板的作用是保证小钢珠每次抛出时高度相同；实验时人要避开小钢珠飞行方向，以免造成伤害）

小光依据实验装置对影响小钢珠运动水平距离的因素提出了以下猜想：

A．与橡皮筋拉伸的程度有关        B．与小钢珠的质量有关

；

若不考虑空气阻力及转轴处的摩擦，请你回答下列问题：

（1）被抛出的小钢珠能在空中继续运动是因为它具有　　，小钢珠落地后不会立即停下，为了准确找到小钢珠的落地点，你的办法是　　。（可根据需要添加器材）

（2）探究猜想A时，将橡皮筋的末端分别拉至挂钩1、2、3处，用同一小钢珠置于瓶盖内，每次均使抛掷杆处于水平位置后松手，比较发现橡皮筋连接挂钩1处，小钢珠运动的水平距离最远，由此可得：当小钢珠质量一定时，橡皮筋的拉伸程度　　，小钢珠运动的水平距离越远。

（3）探究猜想B时，橡皮筋末端始终拉至挂钩1处，将质量不同的小钢珠先后置于瓶盖内重复上述实验操作，发现：质量越小的钢珠运动的水平距离越远，老师说道：质量小的钢珠抛得远，是因为抛出时它的速度大，若不考虑杆的自重，请你从能量转化的角度解释，相同条件下质量小的钢珠抛出时速度大的原因。

（4）在不增加其他器材的前提下，利用该装置如何使同一个小钢珠抛得更远，请你写出两条可行办法。

利用如图所示电路，研究家庭电路中保险丝的“保险”作用：移动滑动变阻器滑片，使电路中电流增大到一定程度时，保险丝会熔断，切断电路。保险丝熔断过程中，电能转化为　    　能。

【2015年辽宁抚顺中考物理】2015年4月，西安发生一起交通事故，如图所示，一辆运载水泥管的大货车因急刹车，车头被后面的水泥管推到在地．

（1）急刹车时，水泥管为什么会继续向前运动？
（2）急刹车时，轮胎与地面摩擦后发热，此过程中能量是如何转化的？
（3）货车安装多个又宽又大的轮胎，这样设计的目的是什么？

小刚为了解生活中常见的锌锰干电池，做了以下探究．
他打开一节废电池，观察到如下现象：1黑色碳棒完好无损；2电极周围充满黑色粉末；3里面有少量无色晶体；4金属外壳明显破损．
小刚查阅了资料：锌锰干电池的结果如图所示，它以中心的碳棒（石墨）做正极，外围的锌筒做负极，锌筒与碳棒之间填满用氯化铵溶液（做电解质）拌湿的二氧化锰和石墨，石墨不参加化学反应，仅起导电作用，在电池的使用中，锌逐渐变成了氯化锌．……请你根据初中学习的知识和小刚的探究活动，填写以下空白．

（1）用碳棒做电极主要利用了石墨的________________性．
（2）干电池在使用过程中的能量转化是__________________________．
（3）以氯化锌为例，写出证明废电池中含有氯化物的化学方程式：
____________________________________________________________．
（4）用简单的方法证明黑色粉末中含有石墨，写处操作步骤和实验现象．
（5）通过回收废旧锌锰电池可得到的物质有________________（至少答2种）。

1821年，德国物理学家塞贝克发现了一种奇怪的现象：把两根铜丝和一根铁丝与灵敏电流计串联成闭合电路，然后把铜丝和铁丝的一个连接点放在盛有冰水混合物的容器里保持低温，另一个连接点放在火焰上加热，发现灵敏电流计的指针发生了偏转，表明这时闭合电路中产生了电流。塞贝克把这种电流叫做“热电流”，把这种电路叫“热电偶电路”。

某研究小组的同学们按图所示的电路，模拟塞贝克实验，探究了决定“热电流”大小的因素，通过实验测得了电流的大小与温差关系的一组数据：

两接点间的温差/℃	0	1	100	200	300	500	800	1000	1700
电路中的电流／A	0.000	0.001	0.064	0.142	0.229	0.417	0.731	0.956	1.781

（1）从表中数据可以发现，电路中的电流随两点间的温度差的增大而       ；而且电路中的电阻是           的；（选填“变化”或“不变化”）
（2）这样的热偶电路其实相当于一个电源，它的电能是由            能转化而来的；
（3）由热偶电路中电流随温度差的关系可以制成热电偶温度计，由上述数据可以判断，热电偶温度计与常用水银温度计相比，优点是：              ，缺点是：热电偶温度计所显示的刻度          （选填“均匀”或“不均匀”）。
（4）热电偶电路产生热电流的条件是                 、                    。

海洋的表面积为地球表面的70%，约3.6×10⁸km²。海洋受太阳照射，把太阳能转化为热能，是最大的太阳能收集和贮存器。所以，海洋中蕴藏着巨大的热能。
海洋表层与深层的温度不同。在热带地区，表层与1000m深处海水的温差可达25℃。如果以上下两层不同温度的海水热源和冷源，就可利用它们的温度差发电。 
现代的海洋温差发电可用闭路循环的方式（如图所示）。闭路循环以氟里昂这种低沸点物质为工作介质（简称工质）。液态工质在蒸发器内吸收温海水的能量，沸腾汽化为几个大气压的蒸汽，蒸汽推动汽轮发电机发电，然后被抽上来的深层冷海水重新冷凝成液体，再泵回蒸发器循环使用。这种方式代表海洋温差发电的发展方向。世界上第一座海洋温差试验电站在夏威夷建成，发电功率为50kW。

（1）你认为海洋温差发电能量是如何转化的？
______________________________________________________________________
（2）该发电系统以氟利昂为工作介质，你认为对环境有何影响？
______________________________________________________________________
（3）你认为海洋温差发电的优点有哪些？（至少说出两点）
______________________________________________________________________

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电饭锅中的磁钢限温器
电饭锅是生活中常见的用电器：它利用磁钢限温器来控制煮饭过程中的最高温度，磁钢限温器结构如图甲所示，它由永久磁钢、感温磁钢和弹簧等组成，感温磁钢及其外套由弹簧支撑．永久磁钢的磁性不变，感温磁钢的磁性会随温度的升高而减弱，当温度达到103℃时，感温磁钢失去磁性．煮饭时，按下电饭锅的按键，永久磁钢和感温磁钢吸合，同时带动连杆使加热开关闭合，电热盘通电，当温度升高到一定程度，感温磁钢失去磁性，在弹簧的作用下感温磁钢与永久磁钢分离，同时使加热开关断开，按键跳起，电热盘停止加热．
（1）电饭锅煮饭时，电能主要转化为　　能．
（2）按键未按下时，弹簧处于　　（压缩/原长/伸长）状态．
（3）磁钢限温器工作时，不同时刻的温度如下表：

时间/min	0	4	8	12	16	20
温度/℃	20	25	43	73	98	103

在图乙中描点并用平滑的曲线作出温度与时间关系的图像
（4）在磁钢限温器工作过程中，感温磁钢没有磁性的是　　
A．按下按键时    B．加热升温过程中
C．按键跳开时    D．降温过程中
（5）小明发现用该电饭锅烧开水，当水沸腾时电饭锅的按键没有跳起，原因是　   　．

阅读短文，回答问题。
现在很多马路上都应用LED灯作路灯，这种LED灯是通过光电转换来供电的。右图是某路灯利用太阳能给LED路灯供电的自动控制电路的原理示意图。其中，R是光敏电阻，此光敏电阻的阻值R、流过线圈的电流I与光照度E(单位勒克斯，符号lx)之间的实验数据如下表所示：

光照度E/lx	5	10	15	20	25	30
光敏电阻R/Ω	60	30	20	15	12	10
线圈中电流I/m A	21.4	27.3	30.0	31.6	32.6	33.3

 
（1）由表格中数据可知，光敏电阻的阻值R随光照度E的增强而          。
（2）白天，当线圈A中的电流I≧30.0mA时，动触点D与静触点G、H接触。太阳能电池板将        能转化为       能，这种能量通过再次转化储存在大容量蓄电池内。傍晚，当光照度小于     lx(勒克斯)时，动触点D与静触点E、F接触，蓄电池给路灯供电，路灯开始工作，此时将         能转化为       能。
(3)一只功率为6W的LED灯，其发光亮度相当于30W的日光灯。某间教室有24 盏30W的日光灯，每天平均使用2 h，如果能用6W的LED灯进行照明，则一个月(按 30天计算)可节约多少kW·h的电能？
(4)(1分)大面积使用 LED路灯是当前照明发展的方向。但目前有人反映LED路灯亮度不够，请你提出一条能提高亮度的合理化的建议：　　　　　　　　　　　　　       　
　                                                                      　。

LED灯是一种新型的环保节能灯，小梦为了探究LED灯与家用普通白炽灯、普通节能灯的发光效率，他用如图所示的装置进行了实验．其中R₀为光敏电阻，其阻值与光照强度成反比，实验步骤如下：
①先把“220V 15W”的普通白炽灯接人灯座，通过调整，使灯泡与温度计的玻璃泡距离约为2cm，灯泡与热敏电阻的距离约为30cm．闭合开关S和S₁，通电10min，分别读出温度计和电流表的示数，并填入下表．
②接着分别把规格相同的普通节能灯和LED灯接入灯座，重复上述实验．
根据小梦的探究，请回答：
（1）电能转化为内能最多的灯是     ．
（2）电能转化为光能最多的灯是     ．
（3）1ED灯的发光效率较     （高／低）．
（4）综合分析表中数据可知，15W的LED灯的发光亮度与     W的白炽灯发光亮度相当．

番茄水果电池也能让灯泡亮起来，如图所示。

（1）水果电池的能的转化过程是　　能转化为电能。

（2）能源危机让电动汽车成为汽车行业的“新宠”，电动汽车的竞争演变成了“新型电池”的竞争，目前家用电动汽车使用的都是充电电池。受水果电池的启发，大胆设想：依据“水果电池的发电原理”，给电动汽车发明一个“不用充电、自身发电”的“新型电池”。简要写出你的设想。

根据所学知识，回答问题

（1）阅读短文，回答问题

三峡工程是一项伟大的工程，主要由大坝、电站厂房和通航建筑物三部分组成。三峡大坝上窄下宽。蓄水位高达175m，水从高处落下，冲击涡轮进行发电，年平均发电量880亿千瓦时，三峡大坝正常蓄水后，上下游水位落差达113m，为方便船只在上、下游之间往返，三峡船闸设有5个闸室。三峡大坝蓄水后，水域面积扩大使附近地区昼夜温差缩小，改变了库区的气候环境。

请在上面的材料中找出与物理相关的描述，并说明所涉及的物理知识，填写下表。（不能与示例相同，物理知识不能重复。）

	相关的描述	物理知识
示例	三峡大坝上窄下宽	液体压强随深度的增加而增大
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（2）有人发明了"感应照孔门把手"只有在夜间且有人摸门把手时，锁孔旁的灯才亮，从而方使夜间开锁，它利用感应开关S ₁（有人摸门把手时，S ₁闭合；无人摸门把手，S ₁断开）以及光敏开关S ₂（天暗时S ₂闭合，天亮时S ₂断开）控制电路，达到目的。请根据上述描述，完成电路连接。